JP2777476B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えば、文字、濃淡画像、網点画像等が
混在した原画像に対する擬似中間調２値画像データを得
る画像処理装置に関する。

［従来の技術］ 従来、ファクシミリ等の中間調２値表示方式としては
組織的ディザ法が用いられている。しかし、中間調画像
として写真画像のような連続階調の濃淡画像や新聞写真
のような網点画像が混在した原画像に対してディザ法等
を用いて擬似中間調２値表示処理を施すと、網点画像の
網点周期とイメージスキャナ（画像入力装置）のサンプ
リング周期との干渉により、原画像に存在しないモアレ
と呼ばれる縞模様が発生する。

モアレの発生を阻止する方法として、スキャナからの
読み込みの際に原画像を光学的にぼかして読み込んだ
り、スキャナからの画像データに対して平滑化処理を施
す方法がある。

また、モアレの発生を阻止する方法として、網点画像
の周期的濃度変化から網点領域を検出し、スキャナから
の画像データのうち網点領域の画像データに対して平滑
化処理を施す方法もある。

［発明が解決しようとする課題］ 前者の方法によれば、画像全体を一様にぼかすことに
なり、モアレの発生しない文字や濃淡画像のエッジ部も
ぼけ、良好な擬似中間調２値表示ができないという問題
が生じる。

また、後者の方法によれば、細かい文字を網点領域と
して誤検出し、文字の劣化を招くという問題が生じてい
る。

そこで、この発明では、文字や濃淡画像のエッジ部を
劣化させることなく、モアレの発生を阻止できる画像処
理装置を提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 第１の発明に係る画像処理装置は、画像入力装置から
の入力画像データに対して平滑化処理をする平滑化処理
部と、入力画像データの、上記入力画像装置の主走査方
向を基準として、０°、45°、90°および135°の４方
向の画素間の濃度変化の偏りに基づいて網点画像領域で
あるか否かを検出する網点検出部と、画像データに対し
て擬似中間調２値化処理をする擬似中間調２値化部とを
備えるものである。そして、網点検出部で網点画像領域
であると検出されるときには平滑化処理部で平滑化処理
された画像データが擬似中間調２値化部に供給され、一
方網点画像領域でないと検出されるときには入力画像デ
ータが擬似中間調２値化部に供給されるのもである。

第２の発明に係る画像処理装置は、画像入力装置から
の入力画像データに対して平滑化処理をする平滑化処理
部と、入力画像データに対してエッジ強調処理をするエ
ッジ強調部と、入力画像データの、上記入力画像装置の
主走査方向を基準として、０°、45°、90°および135
°の４方向の画素間の濃度変化の偏りに基づいて網点画
像領域であるか否かを検出する網点検出部と、画像デー
タに対して擬似中間調２値化処理をする擬似中間調２値
化部とを備えるものである。そして、網点検出部で網点
画像領域であると検出されるときには平滑化処理部で平
滑化処理された画像データが擬似中間調２値化部に供給
され、一方網点画像でないと検出されるときにはエッジ
強調部でエッジ強調処理された画像データが擬似中間調
２値化部に供給されるものである。

［作用］ 入力画像データの上記入力画像装置の主走査方向を基
準として、０°、45°、90°および135°の４方向の画
素間の濃度変化の偏りは、網点画像領域であるときには
所定の状態となる。第１および第２の発明においては、
網点画像領域であるか否かを網点検出部４で正確に検出
することができる。そのため、網点画像領域に対応する
入力画像データのみ平滑化処理されて擬似中間調２値化
部７に供給される。これにより、文字、濃淡画像のエッ
ジ部を劣化させることなく、モアレの発生を防止するこ
とが可能となる。

さらに、第２の発明においては、網点検出部４で網点
画像領域でないと検出されるときには、入力画像データ
がエッジ強調処理されて擬似中間調２値化部７に供給さ
れる。これにより、文字、濃淡画像のエッジ部が強調さ
れる。

［実施例］ 以下、第１図を参照しながら、この発明の一実施例に
ついて説明する。

同図において、入力端子１には原画像を読み取るイメ
ージスキャナ（図示せず）からの画像データDATA1が供
給される。この画像データDATA1は、例えば１画素あた
り８ビットの多階調データである。

この画像データDATA1は、遅延部２を介して切換スイ
ッチ３の可動端子に接続されると共に、網点検出部４に
供給される。

網点画像は、画像の濃淡を網点と呼ばれる離散的、か
つ周期的な点の大小で表す一種の面積変調画像である
（第２図に網点画像の構造例を図示）。このような網点
画像をスキャナ等の画像入力装置で読み取って２値化す
ると、原画像には存在しなかったモアレと呼ばれる縞模
様が表れる。この現象は、画像の取り込みの際、スキャ
ナのサンプリング周期と原画像の網点周期との干渉によ
って発生すると考えられる。

網点検出部４では、このようにモアレが発生する網点
画像領域であるか否かが検出される。

写真画像のような濃淡画像の濃淡変化は、第３図に示
すように、全体としてなだらかであるが、エッジ部にお
いて急峻なところが存在する。また、網点画像の濃淡変
化には、第４図に示すように、網点周期の細かなエッジ
が存在する。さらに、文字画像の濃淡変化は、図示せず
も文字のエッジ部において急峻なところが存在する。

網点検出部４では、まず画像データDATA1の各画素が
順次着目画素とされ、この着目画素を原点として、スキ
ャナの主走査方向に対して、０°、45°、90°、135°
の傾き方向（第５図参照）の画素間の差分値Δ（０
°）、Δ（45°）、Δ（90°）、Δ（135°）および総
和Ｓが、以下のように算出される。

Δ（０°）＝２×Ｉ（0,0）−Ｉ（−1,0）−Ｉ（1,0） Δ（45°）＝２×Ｉ（0,0）−Ｉ（−1,−１）−Ｉ（−
1,1） Δ（90°）＝２×Ｉ（0,0）−Ｉ（0,−１）−Ｉ（0,1） Δ（135°）＝２×Ｉ（0,0）−Ｉ（−1,−１）−Ｉ（1,
1） Ｓ＝Δ（０°）＋Δ（45°）＋Δ（90°）＋Δ（135
°） Ｉ（i,j）：画素位置（i,j）に於ける画素データ i:着目画素からのスキャナの主走査方向の距離（単位：
画素） j:着目画素からのスキャナの副走査方向の距離（単位：
画素） ・・・（１） ここで、網点画像と、文字および濃淡画像における差
分値を求めてみる。簡単のため網点画像は、第６図に示
すように、網点周期がスキャナのサンプリング周期の２
倍である網点画像を考える。また、文字および連続階調
の濃淡画像の場合、エッジ部に差分値の大きな変化があ
るので、第７図に示すような、エッジ部分の画像を考え
る。なお、第６図および第７図は、スキャナによるサン
プリングデータでもって示している。

網点画像の各方向の差分値は、着目画素が「○」のと
きは（第６図に破線で囲む部分参照）、 Δ（０°）＝Δ（90°）＝２×16−０−０＝32 Δ（45°）＝Δ（135°）＝２×16−16−16＝０ となり、着目画素が「●」のときは、 Δ（０°）＝Δ（90°）＝２×０−16−16＝−32 Δ（45°）＝Δ（135°）＝２×０−０−０＝０ となる。

また、文字および濃淡画像の各方向の差分値は（第７
図に破線で囲む部分参照）、 Δ（０°）＝２×16−０−16＝16 Δ（45°）＝２×16−16−０＝16 Δ（90°）＝２×16−16−16＝０ Δ（135°）＝２×16−０−16＝16 となる。

このように、網点画像はその構造から、０°、90°方
向に大きな差分値をとり、45°、135°方向には殆ど差
分値をとらない。一方、文字および濃淡画像は画像のエ
ッジ部で３方向に偏った大きな差分値をとる。

なお、上述では主走査方向の網点周期がスキャナのサ
ンプリング周期の２倍の場合を示したが、主走査方向の
網点周期がスキャナのサンプリング周期の２倍に近い場
合も、上述の結果とほぼ同様となる。

また、網点周期がスキャナのサンプリング周期の４倍
の場合は、差分を取る画素を１ドット隔てた画素を選択
することによって、上述の結果と略同様となる。つま
り、この場合には、（１）式の代わりに、１ドット隔て
た画素が選択されるように、次式が使用される。

Δ（０°）＝２×Ｉ（0,0）−Ｉ（−2,0）−Ｉ（2,0） Δ（45°）＝２×Ｉ（0,0）−Ｉ（−2,−２）−Ｉ（−
2,2） Δ（90°）＝２×Ｉ（0,0）−Ｉ（0,−２）−Ｉ（0,2） Δ（135°）＝２×Ｉ（0,0）−Ｉ（−2,−２）−Ｉ（2,
2） ・・・（１′） このことから、網点周期とスキャナのサンプリング周
期との関係に応じて、差分値の算出式を任意に変更する
ことで、常に同様の差分結果が得られることになる。

なお、主走査方向の網点周期がスキャナのサンプリン
グ周期より小さい場合は、スキャナのサンプリング周期
との干渉はなく、網点画像は実質的に濃淡画像と同様な
画像として読み取られ、モアレは生じない。つまり、網
点検出部４における網点検出は不要となり、上述したよ
うな差分値の算出は不要となる。

次に、上述したように算出された差分値Δ（０°）〜
Δ（135°）および総和Ｓを利用して、着目画素が網点
画素であるか否か判断される。この場合、差分値の閾値
は各方向の差分値の総和Ｓの４分の１とし、以下の条件
を満たすときには、網点画素であると判断する。

｜Δ（０°）｜≧|S/4|かつ、 ｜Δ（90°）｜≧|S/4|かつ、 ｜（45°）｜＜|S/4|かつ、 ｜Δ（135°）｜＜|S/4| ・・・（２） このようにして、画面を構成する各画素に対して網点
画素であるか否か判断される。

そして、画面が所定の大きさ、例えば７×７画素の複
数ブロックに分割され（第８図参照）、網点画素が50％
以上含まれるブロックは網点画像領域であると検出さ
れ、そうでないブロックは網点画像領域でないと検出さ
れる。

第１図に戻って、切換スイッチ３の切り換えは、網点
検出部４によって制御される。すなわち、網点画像領域
であると検出されるときにはａ側の固定端子に接続さ
れ、網点画像領域でないと検出されるときにはｂ側に接
続される。

なお、上述せずも、遅延部２は、網点検出部４におけ
る検出処理に要する時間だけの遅延時間を有する時間調
整用のものである。また、上述したように主走査方向の
網点周期がスキャナのサンプリング周期より小さい場合
はモアレが生じないので、切換スイッチ３はｂ側に接続
されたままとされる。

また、切換スイッチ３のａ側の固定端子より出力され
る画像データは、平滑化処理部５に供給される。平滑化
処理部５は、例えば第９図のマトリックスで決定される
ディジタルローパスフィルタでもって構成される。平滑
化処理部５では、モアレの発生を防止するために網点周
期の成分が取り除かれる。この平滑化処理部５で平滑化
処理されたDATA2は２値化部７に供給される。

また、切換スイッチ３のｂ側の固定端子より出力され
る画像データは、エッジ強調部６に供給されて、エッジ
部が強調される。このエッジ強調部６は、例えば第10図
のマトリックスで決定されるディジタルラプラシアンフ
ィルタ（高域強調フィルタ）でもって構成される。この
エッジ強調部６でエッジ強調処理された画像データDATA
3は２値化部７に供給される。

また、２値化部７では、ディザ法等によって擬似中間
調２値化処理が行なわれる。この２値化部７より出力さ
れる擬似中間調２値画像データDATA4は、出力端子８に
導出される。

このように本例の網点検出部４においては、入力端子
１に供給される画像データDATA1の０°〜135°の４方向
の画素間の差分値Δ（０°）〜Δ（135°）が算出さ
れ、この差分値より各画素が網点画素であるか判断さ
れ、そして網点画素が50％以上のブロックが網点画像領
域として検出される。この場合、網点画像であるとき、
上述したように差分値Δ（０°）〜Δ（135°）は所定
の状態となるので、網点検出部４においては網点画像領
域を正確に検出することができる。

本例においては、この網点検出部４で網点画像領域と
検出されるとき、切換スイッチ３がａ側に切り換えられ
る。そのため、網点画像領域に対応する画像データDATA
1のみ平滑化処理部５に供給されて平滑化処理され、平
滑化処理されたDATA2に対して２値化部７で中間調２値
化処理が行なわれて、擬似中間調２値画像データDATA4
が形成される。したがって、本例によれば、網点画像領
域においてモアレの発生を確実に防止することができ
る。

また、本例においては、この網点検出部４で網点画像
領域と検出されないときには、切換スイッチ３がｂ側に
切り換えられる。そのため、網点画像領域でない領域に
対応する画像データDATA1はエッジ強調部６に供給さ
れ、エッジ強調処理されたDATA3に対して２値化部７で
中間調２値化処理が行なわれて、擬似中間調２値画像デ
ータDATA4が形成される。したがって、本例によれば、
文字、濃淡画像のエッジ部を劣化させることはなく、む
しろ強調することができ、輪郭の鮮明な画像を得ること
ができる。

なお、上述実施例においては、網点検出部４で網点画
像領域と検出されないときには、画像データDATA1はエ
ッジ強調部６でエッジ強調処理されて２値化部７で中間
調２値化処理が行なわれるものであるが、画像データDA
TA1を直接２値化部７に供給して中間調２値化処理をす
るようにしてもよい。この場合、文字、濃淡画像のエッ
ジ部を強調するという効果はないが、そのエッジ部を劣
化させることなく、網点画像領域においてモアレの発生
を防止できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、第１および第２の発明によれ
ば、入力画像データの、上記入力画像装置の主走査方向
を基準として、０°、45°、90°および135°の４方向
の画素間の濃度変化の偏りに基づいて網点画像領域を正
確に検出でき、網点画像領域に対応する入力画像データ
のみ平滑化処理して擬似中間調２値化処理をするので、
文字、濃淡画像のエッジ部を劣化させることなく、モア
レの発生を確実に防止することができる。さらに、第２
の発明によれば、網点検出部で網点画像領域でない領域
では入力画像データをエッジ強調処理をして擬似中間調
２値化処理をするので、文字、濃淡画像のエッジ部を強
調でき、より輪郭の鮮明な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図はス
クリーン角度45°の網点画像の構造を示す図、第３図は
濃淡画像の１走査線上の濃淡変化を示す図、第４図は網
点画像の１走査線上の濃淡変化を示す図、第５図は差分
値を求める方向を示す図、第６図は網点画像（サンプリ
ングデータ）の一例を示す図、第７図は文字、濃淡画像
（サンプリングデータ）の一例を示す図、第８図は画面
のブロック分割を示す図、第９図はローパスフィルタの
特性を示す図、第10図はラプラシアンフィルタの特性を
示す図である。 １……入力端子 ２……遅延部 ３……切換スイッチ ４……網点検出部 ５……平滑化処理部 ６……エッジ強調部 ７……２値化部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像入力装置からの入力画像データに対し
   て平滑化処理する平滑化処理部と、 上記入力画像データの、上記入力画像装置の主走査方向
   を基準として、０°、45°、90°および135°の４方向
   の画素間の濃度変化の偏りに基づいて網点画像領域であ
   るか否かを検出する網点検出部と、 画像データに対して擬似中間調２値化処理をする擬似中
   間調２値化部とを備え、 上記網点検出部で網点画像領域であると検出されるとき
   には上記平滑化処理された画像データが上記擬似中間調
   ２値化部に供給され、 上記網点検出部で網点画像領域でないと検出されるとき
   には上記入力画像データが上記擬似中間調２値化部に供
   給される画像処理装置。
2. 【請求項２】画像入力装置からの入力画像データに対し
   て平滑化処理する平滑化処理部と、 上記入力画像データに対してエッジ処理をするエッジ強
   調部と、 上記入力画像データの、上記入力画像装置の主走査方向
   を基準として、０°、45°、90°および135°の４方向
   の画素間の濃度変化の偏りに基づいて網点画像領域であ
   るか否かを検出する網点検出部と、 画像データに対して擬似中間調２値化処理をする擬似中
   間調２値化部とを備え、 上記網点検出部で網点画像領域であると検出されるとき
   には上記平滑化処理された画像データが上記擬似中間調
   ２値化部に供給され、 上記網点検出部で網点画像領域でないと検出されるとき
   には上記エッジ強調部でエッジ強調処理された画像デー
   タが上記擬似中間調２値化部に供給される画像処理装
   置。